Condition de non-irradiation - Nonradiation condition
Les conditions classiques de non rayonnement définissent les conditions selon l'électromagnétisme classique dans lesquelles une distribution de charges accélératrices n'émettra pas de rayonnement électromagnétique . Selon la formule de Larmor en électromagnétisme classique, une charge ponctuelle unique sous accélération émettra un rayonnement électromagnétique, c'est -à- dire de la lumière . Dans certains modèles électroniques classiques, une distribution des charges peut cependant être accélérée afin qu'aucun rayonnement ne soit émis. La dérivation moderne de ces conditions de non-rayonnement par Hermann A. Haus est basée sur les composantes de Fourier du courant produit par une charge ponctuelle mobile. Il stipule qu'une distribution de charges accélérées rayonnera si et seulement si elle a des composantes de Fourier synchrones avec les ondes se déplaçant à la vitesse de la lumière .
Histoire
Trouver un modèle non rayonnant pour l' électron sur un atome a dominé les premiers travaux sur les modèles atomiques . Dans un modèle planétaire de l'atome, l'électron du point en orbite accélérerait constamment vers le noyau , et donc selon la formule de Larmor émettrait des ondes électromagnétiques . En 1910, Paul Ehrenfest publia un court article sur les "Mouvements électriques irréguliers sans champs magnétiques et de rayonnement" démontrant que les équations de Maxwell permettent l'existence de distributions de charges accélérées qui n'émettent aucun rayonnement. Le besoin d'un électron classique non rayonnant a cependant été abandonné en 1913 par le modèle de Bohr de l'atome, qui postulait que les électrons en orbite autour du noyau en particulier des orbites circulaires avec un moment angulaire et une énergie fixes ne rayonneraient pas. La théorie atomique moderne explique ces états quantiques stables à l'aide de l' équation de Schrödinger .
Entre-temps, notre compréhension du non-rayonnement classique a considérablement progressé depuis 1925. Dès 1933, George Adolphus Schott a publié une découverte surprenante selon laquelle une sphère chargée en mouvement accéléré (comme l' électron en orbite autour du noyau) peut avoir des orbites sans rayonnement. Admettant qu'une telle spéculation était démodée, il suggère que sa solution peut s'appliquer à la structure du neutron . En 1948, Bohm et Weinstein ont également découvert que les distributions de charges peuvent osciller sans rayonnement ; ils suggèrent qu'une solution qui peut s'appliquer aux mésons . Puis, en 1964, Goedecke a dérivé, pour la première fois, la condition générale de non-rayonnement pour une distribution étendue de courant de charge, et a produit de nombreux exemples, dont certains contenaient du spin et pourraient éventuellement être utilisés pour décrire des particules fondamentales . Goedecke a été conduit par sa découverte à spéculer :
Naturellement, il est très tentant d'émettre l'hypothèse que l'existence de la constante de Planck est impliquée par la théorie électromagnétique classique augmentée par les conditions d'absence de rayonnement. Une telle hypothèse équivaudrait essentiellement à suggérer une « théorie de la nature » dans laquelle toutes les particules stables (ou agrégats) ne sont que des distributions de courant de charge non rayonnantes dont les propriétés mécaniques sont d'origine électromagnétique.
La condition de non-irradiation a été largement ignorée pendant de nombreuses années. Philip Pearle passe en revue le sujet dans son article de 1982 Classical Electron Models . Une thèse de premier cycle du Reed College sur la non-irradiation dans les plans infinis et les solénoïdes paraît en 1984. Une avancée importante s'est produite en 1986, lorsque Hermann Haus a dérivé la condition de Goedecke d'une nouvelle manière. Haus constate que tout le rayonnement est causé par les composants de Fourier de la distribution charge/courant qui sont semblables à la lumière (c'est-à-dire des composants qui sont synchrones avec la vitesse de la lumière ). Lorsqu'une distribution n'a pas de composantes de Fourier de type lumière, comme une charge ponctuelle en mouvement uniforme, alors il n'y a pas de rayonnement. Haus utilise sa formulation pour expliquer le rayonnement Cherenkov dans lequel la vitesse de la lumière du milieu environnant est inférieure à c .
Applications
- La condition de non-irradiation est importante pour l'étude de la physique de l' invisibilité .